Естественный циркадный ритм менее 24 часов («жаворонки»): 1А, 2Б.
Естественный циркадный ритм более 24 часов («совы»): 1Б, 2А.
Свет воздействует на циркадный ритм человека, запуская механизм активности в крохотной области, расположенной в нижней части мозга, — супрахиазмальном ядре, которое и контролирует переустановку часов. Супрахиазмальное ядро получает сигналы от глаз и вырабатывает свой собственный ритм. Клетки этого органа, выращенные в специальной чашке для культивирования, создавали паттерны нарастающей и спадающей активности на основе приблизительно 24-часового цикла. Эта часть мозга необходима для нормального создания циркадного ритма; животные с поврежденным супрахиазмальным ядром засыпают и просыпаются в разное время.
Свет запускает выработку гормона мелатонина в эпифизе — органе размером с большую горошину, расположенном в нижней части головного мозга недалеко от гипоталамуса. Вечером уровень мелатонина начинает подниматься, достигает своего пика во время сна и снова опускается рано утром перед пробуждением.
Между прочим, с эпифизом связана очень романтичная история. Несколько сотен лет назад философ Рене Декарт полагал, что эпифиз — источник сознания, поскольку второго такого органа в мозге человека нет, как и нет двух абсолютно одинаковых людей. Но это было ошибочное мнение, которое всего лишь демонстрирует, что даже самые великие умы мира тоже ошибаются, когда полагаются на доказательства, взятые из воздуха.
У большинства людей циркадный цикл составляет не точно 24 часа. Но мы даже не замечаем этого, поскольку солнце помогает нам корректировать свой ритм. Когда людей оставляют в темной комнате без источников света, то со временем их цикл начинает сбиваться, и в результате время еды, сна и бодрствования у них начинает отличаться от времени окружающего мира.
У слепых людей, глаза которых совсем не могут воспринимать световую информацию, часто встречаются подобные сдвиги циркадного ритма, в результате чего у них может нарушаться сон. Это показывает, что физической активности и социальных контактов бывает недостаточно, чтобы поддерживать синхронность биологического ритма. То же самое относится и к слепым рыбам, обитающим в пещерах. Кажется, что эти существа вообще не спят. Зависимость от света нашего дневного цикла действительно универсальна.
ГЛАВА 5. Примерьте купальник: регулирование веса
Увы, но наш мозг нам не поможет, если мы наберем лишний вес. С эволюционной точки зрения ожирение много лучше, чем голодная смерть. Конечно, если бы наш мозг был посообразительнее, то он принял бы во внимание, что в современном мире еда имеется в изобилии и что в Соединенных Штатах в год регистрируется около трех тысяч смертей от ожирения. Но наш мозг создан несколько иначе, и нам не остается ничего другого, кроме как научиться жить с системой регулирования веса, построенной на потребности откладывать запасы пищи.
Поскольку регулирование веса исключительно важно, его контролирует множество разнообразных систем, работающих над тем, чтобы поддерживать наш вес на уровне, который мозг считает достаточным (так называемый «естественный вес»). Ученым известно более дюжины нейромедиаторов, сообщающих организму о необходимости увеличения веса, и более дюжины — требующих снижения веса. Когда мы пытаемся похудеть, потребляя меньше пищи, наш мозг изо всех сил пытается удержать вес на идеальном уровне. Например, он может снизить скорость обмена веществ в состоянии покоя — количество энергии, которую вы тратите, спокойно сидя на месте. Другой способ — дать нам почувствовать голод, чтобы нам хотелось больше есть. В конце концов мозг может попытаться одурачить нас способами, которые мы обсуждали в первой главе. Если вы вдруг обнаруживаете, что поедаете торт маленькими кусочками с чужой тарелки, поскольку вам кажется, что в этом случае в нем содержится меньше калорий, значит, вы попались на уловку собственного мозга.
Отследить потребности тела в энергии помогают несколько индикаторов. Жировые клетки вырабатывают особый гормон — лептин, который затем попадает прямо в кровь. Лептин сообщает мозгу, сколько жира имеется в организме в настоящее время и как меняется его уровень. При снижении в организме количества жира уровень лептина резко падает, и мозг понимает, что возникла потребность в получении большего количества энергии. Уменьшающийся уровень лептина запускает механизм голода и погони за весом. И наоборот, если уровень лептина повышается, животные начинают потреблять меньше пищи и меньше ощущают голод. Рецепторы, воспринимающие лептин, располагаются в аркуатном ядре гипоталамуса — части мозга, которая является важным регулятором многих базовых систем, включая температуру тела и сексуальное поведение. Лептин также воздействует и на другие части мозга и всего тела, оказывая влияние на метаболизм и другие способы регулировки откладывания жира.
Доктор велел мне перестать готовить на четверых, по крайней мере если я не буду приглашать еще трех человек.
Орсон Уэллс
Другим важным веществом, которое сообщает мозгу о том, сколько жира накоплено в организме, является инсулин. Вырабатываясь после еды поджелудочной железой, он попадает в кровь и сообщает различным клеткам, что они могут забирать из крови глюкозу и откладывать энергию. В среднем у худых животных уровень выделяемого инсулина ниже, чем у упитанных, хотя его количество в течение дня может различаться сильнее, чем уровень лептина. Лептин — отличный показатель уровня подкожного жира, тогда как инсулин отражает лишь количество висцерального жира, являющегося гораздо более серьезным фактором риска появления диабета, повышенного давления, сердечно-сосудистых заболеваний и многих видов рака,
Мозгу не нравится тратить запасы жира на ежедневные нужды, поскольку он предпочитает оставлять его на случай чрезвычайной необходимости. Это долговременная стратегия, подобная тому, как вы не снимаете деньги со своего пенсионного вклада для покупки бензина. Нейроны гипоталамуса и стволовой области мозга отслеживают запасы энергии, контролируя количество требуемой пищи. Например, жирные кислоты и гормон пептид YY действуют прямо на нейроны, чтобы уменьшить желание есть, тогда как гормон грелин, вырабатываемый во время еды, повышает ощущение голода и стремление есть. Эти системы регулировки, возможно, работающие параллельно с другими, которые еще только предстоит открыть ученым, взаимодействуют между собой с тем, чтобы наш мозг мог определить, нет ли в конкретный момент недостатка энергии или ее излишества.
Многие из этих регулирующих гормонов — лептин, инсулин и другие — влияют на мозг, действуя на противоположные группы нейронов. Нейроны меланокортина понижают уровень доступной энергии, сокращая количество съеденной пищи и увеличивая затраты энергии. Тем временем нейропептид Y повышает уровень доступной энергии, склоняя организм к потреблению большего количества еды и меньшей трате энергии. Лептин активизирует нейроны меланокортина и подавляет нейропептид Y. Однако этот процесс несколько сложнее, чем описанный здесь, поскольку нейропептид Y (отвечающий за усиление питания) также сильно подавляется нейронами меланокортина (ослабляющими чувство голода). Однако нейроны меланокортина, в свою очередь, не имеют прямого воздействия на нейропептид Y. Таким образом, этот процесс, проходящий в нашем мозгу, отличается явной тенденцией к набору веса.
